UA12897U - Piezoelectric mechanical-electric transducer - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель належить до вимірювальної техніки, та може використовуватися у промисловості та 2 лабораторній практиці.

Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджуючі підсилювачі, причому використовуються підсилювач заряду та підсилювач напруги |див. Патент

України Мо34316А, 011 1/16, З0О1Р15/09, опубл.15.02.01, Бюл. Мо11.

Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання.

Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджуючі підсилювачі див. Патент України Мо34317А, 3011 1/16, С0О1Р 15/09, опубл.15.02.01, Бюл. Мої11.

Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання.

Вказаний перетворювач найбільше близький по технічній сутності до того, який заявляється, і вибраний в якості прототипу. 19 В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення п'єзоелектричного перетворювача механічних величин шляхом використання двох узгоджуючих підсилювачів, один з яких є підсилювач напруги, а інший - підсилювач заряду, використання п'єзоелемента у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, дві пари електродів розташовані на гранях, що перпендикулярні до вектора поляризації Р, а дві інші пари електродів розташовані на гранях, що паралельні до вектора поляризації Р, та підключені до узгоджуючих підсилювачів таким чином, щоб утворювалося дві ланки зворотного зв'язку, при цьому вектор сили

Е паралельний вектору поляризації Р.

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджучі підсилювачі, один з яких підсилювач напруги, а другий підсилювач заряду.

Пропонований перетворювач відрізняється від прототипу тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді 29 прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, пт») які перпендикулярні до вектора поляризації Р, а дві інші пари електродів розташовані на гранях, які паралельні до вектора поляризації Р, перший та другий електроди, які розташовані на одній з граней, що перпендикулярні до вектора поляризації Р, під'єднані до входу та виходу підсилювача напруги, а електроди, що розташовані на протилежній грані і є проекціями першого та другого електродів, підключені до загального в 30 проводу схеми, третій і четвертий електроди, які розташовані на одній з граней, що паралельні до вектора Ге») поляризації Р, під'єднані до входу та виходу підсилювача заряду, а вектор сили Е прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. со

Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного Га результату. 3о Технічним результатом корисної моделі є підвищення точності вимірювання. --

Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на Фіг. показана електрична схема перетворювача, що пропонується.

Перетворювач містить п'єзоелемент 1 у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів « 2-2, 3-3, 4-4, 5-5, та узгоджуючий підсилювач напруги б і узгоджуючий підсилювач заряду 7. Електроди З 40 2-2, 3-3 розташовані перпендикулярно до вектора поляризації Р, електроди 4-4", 5-5 розташовані паралельно с до вектора поляризації Р. Входи узгоджуючих підсилювачів підключені до електродів 2, 4, виходи підключені до

Із» електродів З та 5, а загальний провід до електродів 2", 3. Вектор сили Е (механічної величини) прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р.

Перетворювач працює наступним чином. 45 При дії на п'єзоелемент 1 сили Е на електродах 2 та 4 з'являється електричний заряд та електрична - напруга. Напруга з електрода 2 подається на підсилювач напруги б, а заряд з електрода 4 подається на ка підсилювач заряду 7. Підсилена напруга з виходу підсилювача б подається на електрод 3, а напруга з виходу підсилювача 7 подається відповідно на електрод 5, створюючи два ланцюги зворотного зв'язку |див. патенти

Со України Мо34316 А та 34317А, 50111/16, (з01Р15/09, опубл.15.02.01, Бюл.Мої, а також Пьезозлектрические (Те) 20 преобразователи (Справочное пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М. Шарапова. - Черкассь!: ЧГТУ, 2004. - 435с.|. тм В зв'язку з тим, що використовуються два підсилювачі підключені таким чином, щоб утворювалось дві ланки зворотного зв'язку, якість обхвату зворотним зв'язком краща, ніж для одного підсилювача, що приводить до підвищення точності вимірювання.

Приклад конкретного використання. с У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТО-19 розміром 10 х1Ох4Омм.

Електроди на п'єзоелементі розміром 10х1О0мм розташовані так, як показано на фіг. Підсилювачі зібрані на мікросхемі КІ40УДВ.

Перетворювач встановлювався на вібростенд 4805 фірми "ВгОе! 5 Кіег" і піддавався впливу вібрації на 60 частоті 100Гуц з прискоренням 19. Потім перетворювач за допомогою спеціального нагрівача нагрівався до температури 50-32С. Вимірювалася відносна похибка 5 для перетворювача за схемою прототипу та за схемою перетворювача, що заявляється. Результати вимірів: - прототип: 5-2,190; 65 - перетворювач, що заявляється: 5-1,43905.

Claims (1)

1. Формула винаходу П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальні підсилювачі, один з яких підсилювач напруги, а другий - підсилювач заряду, який відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, які перпендикулярні до вектора поляризації, а дві інші пари електродів розташовані на гранях, які паралельні до вектора поляризації, перший та другий електроди, які розташовані на одній з граней, що перпендикулярні до вектора поляризації, під'єднані до входу та виходу 70 підсилювача напруги, а електроди, що розташовані на протилежній грані і є проекціями першого та другого електродів, підключені до загального проводу схеми, третій і четвертий електроди, які розташовані на одній з граней, що паралельні до вектора поляризації, під'єднані до входу та виходу підсилювача заряду, а вектор сили прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації. з з у (о) (ее) с ьо

   - . и? - іме) (ее) се) що 60 б5